一種帶電機(jī)抱閘監(jiān)控的伺服驅(qū)動(dòng)器及抱閘異常檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種帶電機(jī)抱閘監(jiān)控的伺服驅(qū)動(dòng)器及其抱閘異常檢測(cè)方法，該伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)設(shè)置有電機(jī)抱閘控制電路、電機(jī)抱閘檢測(cè)電路、電機(jī)抱閘告警輸出電路，伺服驅(qū)動(dòng)器外部設(shè)置有電機(jī)、外部抱閘輔助電路。電機(jī)抱閘控制電路分別與電機(jī)抱閘檢測(cè)電路、外部抱閘輔助電路相連接，電機(jī)抱閘檢測(cè)電路與電機(jī)抱閘告警輸出電路相連接，外部抱閘輔助電路與電機(jī)連接。本發(fā)明所提供的伺服驅(qū)動(dòng)器使得用戶能夠及時(shí)獲知電機(jī)抱閘是否異常，并及時(shí)地進(jìn)行檢測(cè)維修，在提高伺服驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行的可靠性和安全性。
【專利說(shuō)明】—種帶電機(jī)抱閘監(jiān)控的伺服驅(qū)動(dòng)器及抱閘異常檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及伺服驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域，具體涉及一種帶電機(jī)抱閘監(jiān)控的伺服驅(qū)動(dòng)器及抱閘異常檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著制造業(yè)的行業(yè)升級(jí)和新興行業(yè)的迅速崛起，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，在伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，伺服驅(qū)動(dòng)器(servo drives)又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用來(lái)控制伺服電機(jī)的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，屬于伺服系統(tǒng)中較為關(guān)鍵的一部分，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位，目前是傳動(dòng)技術(shù)的高端產(chǎn)品。而當(dāng)前伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用，使得伺服驅(qū)動(dòng)器使用、伺服驅(qū)動(dòng)器調(diào)試、伺服驅(qū)動(dòng)器維修成為了當(dāng)今比較重要的技術(shù)課題，越來(lái)越多工控技術(shù)服務(wù)商對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的檢測(cè)和維修進(jìn)行了技術(shù)深層次研究。
[0003]以重力負(fù)載的伺服系統(tǒng)為例，為了防止機(jī)械部件不因重力而發(fā)生移動(dòng)，通常會(huì)選用帶抱閘的電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。靜止情況下，當(dāng)電機(jī)不出力時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)控制使電機(jī)抱閘處于制動(dòng)狀態(tài)以防止機(jī)械部件的下垂。而在現(xiàn)有技術(shù)中，使電機(jī)抱閘的做法主要有以下兩種:一種做法是伺服驅(qū)動(dòng)器直接控制電機(jī)抱閘，如圖1所示，其中伺服驅(qū)動(dòng)器I內(nèi)部設(shè)置有獨(dú)立的電機(jī)抱閘控制電路2，電機(jī)抱閘控制電路通過(guò)直接控制電機(jī)3進(jìn)行抱閘；另一種做法是伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)控制外部抱閘輔助電路間接控制電機(jī)抱閘，如圖2所示，其中伺服驅(qū)動(dòng)器I內(nèi)部設(shè)置有獨(dú)立的電機(jī)抱閘控制電路2，該電機(jī)抱閘控制電路2通過(guò)外接有外部抱閘輔助電路4，間接控制電機(jī)3進(jìn)行抱閘操作。以上這兩種使電機(jī)抱閘的做法均為通過(guò)接通或斷開(kāi)電機(jī)抱閘控制電路來(lái)釋放或制動(dòng)電機(jī)。
[0004]但是以上兩種做法在實(shí)際應(yīng)用中均存在缺陷，上述第一種做法中，當(dāng)電機(jī)抱閘控制電路中出現(xiàn)異常時(shí)，由于電機(jī)抱閘控制電路2的相對(duì)獨(dú)立性，伺服驅(qū)動(dòng)器無(wú)法獲知這一異常信息的，而在上述第二種做法中(圖2)，無(wú)論是電機(jī)抱閘控制電路或外部抱閘輔助電路出現(xiàn)異常，伺服驅(qū)動(dòng)器也都無(wú)法獲知異常信息。也就是說(shuō)，現(xiàn)有技術(shù)中，在電機(jī)抱閘過(guò)程出現(xiàn)異常時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器以及操作人員均無(wú)法及時(shí)獲取抱閘異常信息，從而導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)維修，進(jìn)而產(chǎn)生難以挽回的損失，因此，對(duì)電機(jī)抱閘的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，是伺服驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域十分必要且具有現(xiàn)實(shí)意義的研究工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種帶電機(jī)抱閘監(jiān)控的伺服驅(qū)動(dòng)器及抱閘異常檢測(cè)方法，解決了當(dāng)前無(wú)法及時(shí)獲取電機(jī)抱閘是否正常運(yùn)行的難題，能夠及時(shí)檢測(cè)電機(jī)抱閘是否異常，并在電機(jī)抱閘異常時(shí)輸出告警信息，使得操作人員及時(shí)地進(jìn)行檢測(cè)維修，在提高伺服驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行的可靠性和安全性，從而不再需要像現(xiàn)有技術(shù)一樣，通過(guò)斷開(kāi)負(fù)載，另行測(cè)試，才能確定電機(jī)抱閘是否正常。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
一種帶電機(jī)抱閘監(jiān)控的伺服驅(qū)動(dòng)器，該伺服驅(qū)動(dòng)器(I)包括電機(jī)抱閘控制電路(2)，其特征在于:該伺服驅(qū)動(dòng)器(I)還包括電機(jī)抱閘檢測(cè)電路(5)和電機(jī)抱閘告警輸出電路(6)，其中所述電機(jī)抱閘控制電路(2)分別與所述電機(jī)抱閘檢測(cè)電路(5)以及伺服驅(qū)動(dòng)器(I)外部的外部抱閘輔助電路(4)相連接，同時(shí)，所述電機(jī)抱閘檢測(cè)電路(5)與所述電機(jī)抱閘告警輸出電路(6)相連接，電機(jī)抱閘告警輸出電路(6)所述外部抱閘輔助電路(4)與電機(jī)(3)連接。
[0007]優(yōu)選地，該伺服驅(qū)動(dòng)器(I)的電機(jī)抱閘控制電路(2)中采用的隔離數(shù)字輸出電路，該隔離數(shù)字輸出電路包括:電阻RlO —端接有+8V電壓，另一端接至電阻R13的一端，電阻R13的另一端連接至伺服驅(qū)動(dòng)器處理器輸出的內(nèi)部電機(jī)抱閘控制信號(hào)BRK_CTRL，電阻RlO的兩端并聯(lián)有第一光耦隔離的發(fā)光二極管，第一光耦隔離的光敏二極管的一端連接至繼電器的電磁線圈的一端和兩個(gè)并聯(lián)二極管的陽(yáng)極，所述兩個(gè)并聯(lián)二極管的陰極連接至繼電器的電磁線圈的另一端以及24V電源，所述繼電器的電磁線圈控制繼電器開(kāi)關(guān)的吸合與斷開(kāi)，從而控制伺服驅(qū)動(dòng)器(I)輸出的外部電機(jī)抱閘控制信號(hào)BRK_0UT的信號(hào)狀態(tài),第一光率禹隔離的光敏二極管的另一端連接至三極管T5的基極，三極管T5的集電極連接至第一光耦隔離的光敏二極管的所述一端，三極管T5的發(fā)射極接地，同時(shí)，在三極管T5的基極和發(fā)射極之間跨接有電阻Rl7。
[0008]優(yōu)選地，該伺服驅(qū)動(dòng)器(I)的電機(jī)抱閘檢測(cè)電路(5)中的抱閘回路電流檢測(cè)電路包括:電阻R30的一端連接至三極管T6的基極，電阻R30的另一端連接至電機(jī)抱閘檢測(cè)輸入信號(hào)BRK_CHK，三極管T6的發(fā)射極接地，集電極連接電機(jī)抱閘檢測(cè)輸出信號(hào)BRK_DET，并且在三極管T6的基極和發(fā)射極之間連接有相互并聯(lián)的電阻R29和電容C3。
[0009]優(yōu)選地，該伺服驅(qū)動(dòng)器(I)的電機(jī)抱閘告警輸出電路(6)的隔離數(shù)字輸出電路包括:電阻R18 —端接有24V電源，另一端接有電阻R21的一端，電阻R21的另一端連接有電機(jī)抱閘檢測(cè)輸出信號(hào)BRK_DET，電阻R18的兩端還并聯(lián)有第二光耦隔離的發(fā)光二極管，第二光率禹隔離的光敏二極管的一端連接有電阻R24的一端以及電機(jī)抱閘控制異常告警信號(hào)BRK_ERR,另一端連接地，電阻R24的另一端連接有8V電壓。
[0010]優(yōu)選地，一種如權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)器的抱閘異常檢測(cè)方法，其特征在于:電機(jī)抱閘檢測(cè)電路(5)檢測(cè)電機(jī)抱閘控制回路的實(shí)際工作狀態(tài)，并與電機(jī)抱閘控制電路
(2)輸出指令狀態(tài)進(jìn)行比較，當(dāng)兩者不一致時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器(I)通過(guò)電機(jī)抱閘告警輸出電路
(6)向外部系統(tǒng)或者操作人員輸出電機(jī)抱閘控制異常的告警信息。
[0011]本發(fā)明提供的伺服驅(qū)動(dòng)器及控制方法具有如下優(yōu)點(diǎn):
1.無(wú)需增加外部抱閘檢測(cè)裝置，僅依靠伺服驅(qū)動(dòng)器來(lái)完成電機(jī)抱閘工作狀態(tài)的檢測(cè)，有利于降低伺服驅(qū)動(dòng)器的制造成本；
2.由于能夠?qū)﹄姍C(jī)抱閘狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并在電機(jī)抱閘異常時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器可對(duì)外輸出告警信號(hào)，從而提高了伺服系統(tǒng)可靠性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1現(xiàn)有技術(shù)下伺服驅(qū)動(dòng)器直接控制電機(jī)抱閘示意圖圖2現(xiàn)有技術(shù)下伺服驅(qū)動(dòng)器間接控制電機(jī)抱閘示意圖圖3本發(fā)明實(shí)施例的帶電機(jī)抱閘監(jiān)控的伺服驅(qū)動(dòng)器示意圖圖4本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)抱閘控制電路的隔離數(shù)字輸出電路示意圖圖5本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)抱閘檢測(cè)電路的抱閘回路電流檢測(cè)電路示意圖圖6本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)抱閘告警輸出電路的隔離數(shù)字輸出電路示意圖

【具體實(shí)施方式】
[0013]結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行具體說(shuō)明如下:
圖3為本發(fā)明的一種帶電機(jī)抱閘監(jiān)控的伺服驅(qū)動(dòng)器的具體實(shí)施例，該監(jiān)控電路包括電機(jī)抱閘控制電路、電機(jī)抱閘檢測(cè)電路和電機(jī)抱閘告警輸出電路。
[0014]其中，伺服驅(qū)動(dòng)器(I)內(nèi)設(shè)置有電機(jī)抱閘控制電路(2 )、電機(jī)抱閘檢測(cè)電路(5 )、電機(jī)抱閘告警輸出電路(6)，伺服驅(qū)動(dòng)器(I)外部設(shè)置有電機(jī)(3)、外部抱閘輔助電路(4)。電機(jī)抱閘控制電路(2 )分別與電機(jī)抱閘檢測(cè)電路(5 )、外部抱閘輔助電路(4)相連接，同時(shí)，電機(jī)抱閘檢測(cè)電路(5)與電機(jī)抱閘告警輸出電路(6)相連接，外部抱閘輔助電路(4)與電機(jī)
(3)連接。
[0015]工作原理如下:電機(jī)抱閘控制電路(2)控制電機(jī)(3)抱閘的制動(dòng)與釋放，電機(jī)抱閘檢測(cè)電路(5)檢測(cè)電機(jī)抱閘控制回路的實(shí)際工作狀態(tài)，并與電機(jī)抱閘控制電路(2)輸出指令狀態(tài)進(jìn)行比較，當(dāng)兩者不一致時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器(I)通過(guò)電機(jī)抱閘告警輸出電路(6)向外部系統(tǒng)或者操作人員輸出電機(jī)抱閘控制異常的告警信息，以此完成電機(jī)抱閘異常的檢測(cè)與告
m
目O
[0016]圖4為采用本實(shí)施例所述伺服驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)抱閘控制電路中采用的隔離數(shù)字輸出電路圖。
[0017]其中，電阻RlO —端接有+8V電壓，另一端接至電阻R13的一端，電阻R13的另一端連接至伺服驅(qū)動(dòng)器處理器輸出的內(nèi)部電機(jī)抱閘控制信號(hào)BRK_CTRL，電阻RlO的兩端并聯(lián)有第一光耦隔離的發(fā)光二極管，第一光耦隔離的光敏二極管的一端連接至繼電器的電磁線圈的一端和兩個(gè)并聯(lián)二極管的陽(yáng)極，所述兩個(gè)并聯(lián)二極管的陰極連接至繼電器的電磁線圈的另一端以及24V電源，所述繼電器的電磁線圈控制繼電器開(kāi)關(guān)的吸合與斷開(kāi)，從而用于控制伺服驅(qū)動(dòng)器輸出的外部電機(jī)抱閘控制信號(hào)BRK_0UT,第一光稱隔離的光敏二極管的另一端連接至三極管T5的基極，三極管T5的集電極連接至第一光耦隔離的光敏二極管的所述一端，三極管T5的發(fā)射極接地，同時(shí)，在三極管T5的基極和發(fā)射極之間跨接有電阻R17。
[0018]圖5為采用本實(shí)施例所述伺服驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)抱閘檢測(cè)電路中的抱閘回路電流檢測(cè)電路圖。
[0019]其中電阻R30的一端連接至三極管T6的基極，電阻R30的另一端連接至電機(jī)抱閘檢測(cè)輸入信號(hào)BRK_CHK，三極管T6的發(fā)射極接地，集電極連接電機(jī)抱閘檢測(cè)輸出信號(hào)BRK_DET,并且在三極管T6的基極和發(fā)射極之間連接有相互并聯(lián)的電阻R29和電容C3。
[0020]圖6為采用本實(shí)施例所述伺服驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)抱閘告警輸出電路采用隔離數(shù)字輸出電路圖。
[0021]其中電阻R18 —端接有24V電源，另一端接有電阻R21的一端，電阻R21的另一端連接有電機(jī)抱閘檢測(cè)輸出信號(hào)BRK_DET，電阻R18的兩端還并聯(lián)有第二光耦隔離的發(fā)光二極管，第二光耦隔離的光敏二極管的一端連接有電阻R24的一端以及電機(jī)抱閘控制異常告警信號(hào)BRK_ERR，另一端連接地，電阻R24的另一端連接有8V電壓。
[0022]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0023]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶電機(jī)抱閘監(jiān)控的伺服驅(qū)動(dòng)器，該伺服驅(qū)動(dòng)器(I)包括電機(jī)抱閘控制電路(2)，其特征在于:該伺服驅(qū)動(dòng)器(I)還包括電機(jī)抱閘檢測(cè)電路(5)和電機(jī)抱閘告警輸出電路(6)，其中所述電機(jī)抱閘控制電路(2)分別與所述電機(jī)抱閘檢測(cè)電路(5)以及伺服驅(qū)動(dòng)器(I)外部的外部抱閘輔助電路(4)相連接，同時(shí)，所述電機(jī)抱閘檢測(cè)電路(5)與所述電機(jī)抱閘告警輸出電路(6)相連接，電機(jī)抱閘告警輸出電路(6)輸出抱閘異常告警信息。
2.如權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于:該伺服驅(qū)動(dòng)器(I)的電機(jī)抱閘控制電路(2)中采用的隔離數(shù)字輸出電路，該隔離數(shù)字輸出電路包括:電阻RlO —端接有+8V電壓，另一端接至電阻R13的一端，電阻R13的另一端連接至伺服驅(qū)動(dòng)器處理器輸出的內(nèi)部電機(jī)抱閘控制信號(hào)BRK_CTRL,電阻RlO的兩端并聯(lián)有第一光稱隔離的發(fā)光二極管,第一光率禹隔離的光敏二極管的一端連接至繼電器的電磁線圈的一端和兩個(gè)并聯(lián)二極管的陽(yáng)極，所述兩個(gè)并聯(lián)二極管的陰極連接至繼電器的電磁線圈的另一端以及24V電源，所述繼電器的電磁線圈控制繼電器開(kāi)關(guān)的吸合與斷開(kāi)，從而控制伺服驅(qū)動(dòng)器(I)輸出的外部電機(jī)抱閘控制信號(hào)BRK_OUT的信號(hào)狀態(tài)，第一光耦隔離的光敏二極管的另一端連接至三極管T5的基極，三極管T5的集電極連接至第一光耦隔離的光敏二極管的所述一端，三極管T5的發(fā)射極接地，同時(shí)，在三極管T5的基極和發(fā)射極之間跨接有電阻R17。
3.如權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于:該伺服驅(qū)動(dòng)器(I)的電機(jī)抱閘檢測(cè)電路(5)中的抱閘回路電流檢測(cè)電路包括:電阻R30的一端連接至三極管T6的基極，電阻R30的另一端連接至電機(jī)抱閘檢測(cè)輸入信號(hào)BRK_CHK，三極管T6的發(fā)射極接地，集電極連接電機(jī)抱閘檢測(cè)輸出信號(hào)BRK_DET，并且在三極管T6的基極和發(fā)射極之間連接有相互并聯(lián)的電阻R29和電容C3。
4.如權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于:該伺服驅(qū)動(dòng)器(I)的電機(jī)抱閘告警輸出電路(6)的隔離數(shù)字輸出電路包括:電阻R18 —端接有24V電源，另一端接有電阻R21的一端，電阻R21的另一端連接有電機(jī)抱閘檢測(cè)輸出信號(hào)BRK_DET，電阻R18的兩端還并聯(lián)有第二光耦隔離的發(fā)光二極管，第二光耦隔離的光敏二極管的一端連接有電阻R24的一端以及電機(jī)抱閘控制異常告警信號(hào)BRK_ERR，另一端連接地，電阻R24的另一端連接有8V電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于:所述外部抱閘輔助電路(4)與電機(jī)(3)連接。
6.一種如權(quán)利要求1-5所述的伺服驅(qū)動(dòng)器的抱閘異常檢測(cè)方法，其特征在于:電機(jī)抱閘檢測(cè)電路(5)檢測(cè)電機(jī)抱閘控制回路的實(shí)際工作狀態(tài)，并與電機(jī)抱閘控制電路(2)輸出指令狀態(tài)進(jìn)行比較，當(dāng)兩者不一致時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器(I)通過(guò)電機(jī)抱閘告警輸出電路(6)向外部系統(tǒng)或者操作人員輸出電機(jī)抱閘控制異常的告警信息。
【文檔編號(hào)】H02P3/02GK104485853SQ201410794709
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】劉葵, 劉波, 湯小平 申請(qǐng)人:清能德創(chuàng)電氣技術(shù)（北京）有限公司